1 Chemie - 1CH - Onderdelen - Thermodynamica en chemisch evenwicht    Component behoort tot O.O.: Evenwichten Afstudeerrichting: CH:Chemie Code: 10083 Academiejaar: 2009-2010 Type: ? Niveau: ? Programmajaar: 1 Periode binnen het modeltraject: :-- Aantal studiepunten: nvt Wegingscoëfficient: 81 Totaal aantal contacturen: 79 Totaal studietijd: 168,48 Deeltijds programma: Vrijstelling of overdracht: niet mogelijk Onderwijstaal: Nederlands Lector(en): Janssens Carla Nachtegaele Hubert Ollevier Jeroen Theunen Marjorie   KORTE OMSCHRIJVING We vertrekken van de allereenvoudigste waarnemingen en kennis omtrent "warmte" en "arbeid" om de thermodynamische hoofdwetten in een  chemische context te interpreteren. We richten ons daarbij heel veel op het kunnen uitrekenen van  reactie-enthalpieën en evenwichtsconstanten, vertrekkend van getabelleerde thermodynamische grootheden in standaard-referentiewerken. Als uit dit eerste deel het inzicht in en verband tussen thermodynamica en chemisch evenwicht verworven is,  wordt in de volgende lessen dieper ingegaan op allerlei chemische evenwichten bij verschillende types van chemische reacties. Tijdens het practicum worden enkele fysico-chemische thermodynamische grootheden gemeten. COMPETENTIEGERICHTE LEERDOELEN  Dit opleidingsonderdeel draagt in het bijzonder bij tot het realiseren van volgende opleidingsdoelen (eindtermen) Algemene competenties Algemene beroepsgerichte competenties CH238 verzamelt gegevens en,/of meetresultaten in tabelvorm, volgens de richtlijnen CH240 zorgt dat anderen gemakkelijk hun weg vinden op hun werkomgeving en in hun labjournaal CH244 bereidt taken systematisch voor CH256 schriftelijk: maakt een schriftelijk wetenschappelijk, kernachtig en juist verslag volgens de regels beschreven in "Noteren en verslaggeving" CH258 schat veiligheidsrisico's in, zoekt de relevante info op en past ze zinvol toe Beroepsspecifieke competenties SPECIFIEKE DOELSTELLINGEN Na deze lessen en practica … 1.       kan de student gebruik maken van het verband tussen  enerzijds thermodynamische gegevens en anderzijds de evenwichtsconstante van een reactie (bij 25°C). 2.       schat de student de verschuiving van chemisch evenwicht correct in als de thermodynamische gegevens beschikbaar zijn. 3.       berekent de student de reactiesnelheid en orde van een reactie uit metingen van het reactieverloop. 4.       berekent de student de reactiesnelheidsconstante en evenwichtsconstante uit metingen van het reactieverloop. 5.       kan de student voor eenvoudige types reacties de reactiesnelheidsconstante k en activeringsenergie Ea . volumetrische bepalen. 6.       berekent de student op een correcte manier de oplosbaarheid uit het oplosbaarheidsproduct en vice versa. 7.       zuivert de student  verontreinigde vaste stoffen met behulp van  omkristallisatie. 8.       meet de student oppervlaktespanning met minstens 2 verschillende methodes. 9.       gebruikt de student elementaire elektrische meettoestellen (multimeter, vermogenmeter) op een veilige en correcte manier. 10.   werkt de student op een correcte manier met een calorimeter voor eenvoudige calorimetrische bepalingen. 11.   werkt de student een energie/warmtebalans uit om een (soortelijke/molaire/totale) warmtecapaciteit te berekenen. 12.   gebruikt de student interface–mogelijkheden om metingen rechtstreeks van apparatuur naar de PC te sturen, in situaties waarin een dergelijke procedure de efficiëntie van het werk ten goede komt. 13. gebruikt de student de Excel–procedures LIJNSCH en OPLOSSER voor het fitten van een gegeven functie aan zelf uitgevoerde metingen. LEERINHOUDEN Chemische thermodynamica, voor zover dit als achtergrondkennis noodzakelijk is voor het begrijpen van warmteoverdracht bij chemisch en fysico–chemische processen, voor het begrijpen van chemische en fysico–chemische evenwichten en voor het verschuiven van evenwicht. Komen aan bod: 1.       Enthalpie, entropie, vrije enthalpie 2.       Verband tussen evenwichtsconstante en verschil in vrije enthalpie 3.       Wet van Nernst 4.       Gebruik van tabellen met thermodynamische gegevens 5.       Ionische evenwichten en oplossingen 6.       Reactiesnelheid en orde van een reactie 7.       Verband reactiesnelheid, evenwichtsconstante en ionisatiegraad 8.       Wet van Lechatelier, Verdunningswet van Ostwald 9.       Oplosbaarheid en oplosbaarheidsproduct 10.   Proefbuisexperimenten vertalen in correcte reactievergelijking 11.   Gebruik en werking van een centrifuge 12.   Oppervlaktespanning 13.   Eenvoudige elektrische meettechnieken (enkel in practica). 14. Elektrolysecel en brandstofcel (in practica – theorie in periode 3). STUDIEMATERIAAL 1.       Cursus “Chemische thermodynamica” auteurs: Hubert Nachtegaele, Carla Janssens – Plantijn Hogeschool 2009 2.       cursus “oppervlaktespanning” auteur: Hubert Nachtegaele – Plantijn Hogeschool 2009 3.       e-learning oefeningen ( http://srv755/COO op e-campus) 4.       EDU-mappen op e-campus waarop alle documenten te vinden zijn (PR-opdrachten, oefeningen, extra illustraties, presentaties, …). Werkwijze zoals bij “gassen en vloeistoffen” in periode 1. 5.       Handleiding “Noteren en verslaggeving tijdens practica” – auteur: H. Nachtegaele – Plantijn Hogeschool 2009 6.       Brochure “Veiligheid en kwaliteit” + risicoanalysekaartje 7.       Uitgeschreven labopdrachten die uitgevoerd worden in het lab fysica maar die door de studenten buiten het lab voorbereid moeten worden: 2-1: Calorimetrische titratie 2-2: Warmtecapaciteit van een vloeistof meten 2-3: Verdampingswarmte meten 2-4: Elektrolyse, thermodynamisch bekeken 2-5: Reactiesnelheid meten, conductometrisch 2-6: Labo “inleiding elektriciteit” (opfrissing van basisbegrippen die vereist zijn voor uitvoering van andere opdrachten) 2-7: Oppervlaktespanning meten (sluit aan bij component “oppervlaktespanning” van dit opleidingsonderdeel) Opdrachten 2-1 tot 2-7 komen in een rotatiesysteem. De studenten krijgen 2 weken voor het begin van de periode de planning daarvan (wie welke week welke opdracht moet uitvoeren).  De teksten voor deze opdrachten zijn beschikbaar via elektronisch leerplatform 8.       Opdrachten die in lab chemie uitgevoerd worden: a.    Jodimetrische bepaling van reactiesnelheid & activeringsenergie van een redoxreactie  (8u) b.    Omkristallisatie (2 x 4u) WERKVORMEN Soort werkvorm uren   % hoor- en werkcolleges: 32  lesuren   17,39 practicum en oefeningen: 44  lesuren   23,91 vormen van groepsleren: 0  lesuren   00,00 studietijd buiten contacturen: 105  klokuren   57,07 Verdere toelichting: EVALUATIE Eerste examenperiode 1.       permanente evaluatie van de labopdrachten (gedeeltelijk steekproefsgewijs, gedeeltelijk systematisch). 2.     controle van de voorbereiding van de practica, met mogelijkheid tot sanctie bij onvoldoende voorbereiding: Studenten die een practicum–opdracht niet voorbereid hebben kunnen uitgesloten worden van uitvoering van die opdracht. 3.     controle tijdens de practica van correct gebruik van het labschrift 4.     controle op het gebruik van het zelfstudiemateriaal (o.a. geautomatiseerde tracking van e-learning–oefeningen) 5.     Integratieve toetsing over het gehele opleidingsonderdeel INT2-1 Deze integratieve toets behandelt in gelijke mate... a.       de leerstof en oefeningen die aan bod gekomen zijn tijdens de hoor- en werkcolleges. b.       de tijdens de practica te verwerven kennis en vaardigheden. 6.     Oefeningen en vaardigheden die ook in e-learning aan bod komen krijgen extra aandacht in de integratieve toets.   De verdeling van de punten over integratieve toets (±90%) en permanente evaluatie (±10%) betekent niet dat de practica slechts voor 10% meetellen: in de integratieve toets handelt ongeveer de helft van de vragen over kennis en vaardigheden die tijdens de practica verworven en/of ingeoefend moeten worden.   Indien een student er niet in slaagt om alle door hem gewettigd gemiste labs binnen een periode in te halen, werkt de opleidingscoördinator een individuele regeling uit. De student dient hiervoor de opleidingscoördinator tijdig te contacteren. tijd voor examinering uren 3 %    01,63 Tweede examenperiode De punten behaald voor permanente evaluatie worden van de eerste naar de tweede examenperiode overgenomen. Integratieve toetsing over het gehele opleidingsonderdeel.